Auswahl von Elektromotor und Getriebe für Entmistungsschieber im Stall

Beim Entmistungsschieber im Stall ist der Elektromotor Teil einer Antriebseinheit, die sehr langsam, aber mit sehr hoher Zugkraft arbeitet. Für die richtige Auswahl werden vor der Motorleistung Abtriebsdrehzahl und Drehmoment des Getriebes, der Hin- und Herbetrieb (mit Richtungswechsel), der Anlauf mit gefrorenem Mist im Winter und die feuchte, ammoniakhaltige Umgebung gemeinsam bewertet. Der Antrieb ist meist ein 4-poliger Drehstrom-Asynchronmotor kleiner Leistung; die eigentliche Arbeit leisten ein Getriebe mit hoher Übersetzung und der Überlastschutz.

Wie funktioniert ein Entmistungsschieber?

In Laufställen und Anbindeställen bewegt sich ein Schieber entlang des Mistkanals oder des betonierten Laufgangs. Der Schieber ist über ein Zugmittel – Kette, Stahlseil oder eine Seil-Ketten-Kombination – mit der Antriebseinheit verbunden. Die Antriebseinheit steht in der Regel an einem Ende des Stalls, oft in einem kleinen geschlossenen Raum, und besteht aus Elektromotor, Getriebe und Seiltrommel bzw. Kettenrad.

Der Schieber drückt den Mist in die Sammelgrube an einem Ende des Stalls und fährt dann zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich mehrmals täglich, gesteuert über ein Zeitrelais oder ein Bedienpanel. Die Schiebergeschwindigkeit ist gering; damit die Tiere nicht gestört werden und der Mist nicht überläuft, ist eine langsame Bewegung gewünscht. Deshalb wird die Motordrehzahl durch ein Getriebe mit hoher Übersetzung auf eine sehr niedrige Abtriebsdrehzahl reduziert.

Getriebe und Elektromotor gemeinsam auswählen

Bei dieser Anwendung ergibt sich die Antwort auf die Frage „Wie viel kW?“ aus dem Getriebe. Die Zugkraft des Schiebers, multipliziert mit dem Trommel- bzw. Kettenraddurchmesser, ergibt das erforderliche Drehmoment am Getriebeausgang. Die Getriebeübersetzung reduziert die Motordrehzahl auf die gewünschte Trommeldrehzahl; die Motorleistung ergibt sich aus Abtriebsdrehmoment und -drehzahl unter Berücksichtigung des Getriebewirkungsgrads. Diese Berechnung obliegt dem Systemhersteller; Kanallänge, Mistart (flüssig oder strohhaltig) und Schieberbreite verändern das Ergebnis.

• Schneckengetriebe: Durch kompakte Bauweise und hohe Übersetzungen bei Entmistungsschiebern verbreitet. Wegen des geringen Wirkungsgrads kann für dasselbe Abtriebsdrehmoment ein größerer Elektromotor nötig sein. Bei manchen Übersetzungen bietet es Widerstand gegen Rückdrehen, ersetzt aber keine Bremse.
• Stirnrad- oder Kegelstirnradgetriebe: Hoher Wirkungsgrad; für dieselbe Aufgabe kann der Elektromotor kleiner ausfallen. Die Einbaumaße sind andere.
• Verbindung Elektromotor–Getriebe: Der Elektromotor wird meist mit B5- oder B14-Flansch an den Getriebeeingang angebaut. IEC-Baugröße und Flanschmaß müssen zum Getriebeeingang passen; die Bauformen werden je nach Baugröße angeboten, das Flanschmaß wird bei der Bestellung bestätigt.

Beim Austausch ist es am sichersten, Leistung, Polzahl und Flansch des alten Antriebs beizubehalten. Eine Änderung der Motordrehzahl verändert die Schiebergeschwindigkeit; ein schnellerer Schieber ist sowohl aus Gründen der Tiersicherheit als auch wegen überlaufenden Mists unerwünscht. Zu Getriebeantrieben siehe die Seite Elektromotoren für Getriebe.

Hin- und Herbetrieb und Überlast

Der Schieber wechselt in jedem Zyklus die Richtung. Der Elektromotor wird über Wendeschütze oder einen Umrichter umgesteuert; an den Endpunkten unterbricht ein Endschalter oder Sensor die Bewegung. Dabei ist zu beachten:

• Pause beim Richtungswechsel: Der Antrieb darf nicht umgesteuert werden, bevor er vollständig steht. Ein abruptes Reversieren des drehenden Elektromotors verursacht einen höheren Strom als beim Anlauf und einen mechanischen Stoß; im Steuerkreis wird eine kurze Wartezeit vorgesehen.
• Hängenbleiben und Blockieren: Der Schieber kann an einem Hindernis, einem gefrorenen Mistklumpen oder einem Tierbein hängen bleiben. Der thermische Überlastschutz schützt den Elektromotor; zum Schutz von Kette und Seil werden jedoch ein mechanischer Scherstift, eine drehmomentbegrenzende Kupplung oder ein Stromüberwachungsrelais eingesetzt. Diese Sicherheitseinrichtungen liegen in der Verantwortung des Systemherstellers.
• Einstellung des Überlastrelais: Das Überlastrelais wird nach dem Nennstrom auf dem Typenschild eingestellt. Häufiges Auslösen zeigt meist nicht, dass der Antrieb zu klein ist, sondern ein mechanisches Problem. Einzelheiten zum Schutz finden Sie in unserem Beitrag zur Auswahl von Überlastrelais und Sicherung.

Winterbedingungen: Anlauf mit gefrorenem Mist

In offenen oder halboffenen Ställen kann der Mist im Winter im Kanal gefrieren. Die gefrorene Masse hält den Schieber fest, und die Anlauflast wird weit höher als üblich. Naheliegend ist dann, den Elektromotor zu vergrößern, doch Kette, Seil und Getriebe tragen dieselbe Last; ein größerer Antrieb kann das schwächste Glied auf die mechanische Seite verlagern. Eine höhere Zyklushäufigkeit im Winter verhindert, dass der Mist lange genug liegt, um zu gefrieren, und ist oft die bessere Lösung. Geben Sie für den Anlauf bei Kälte die Umgebungstemperatur in der Bestellung an.

Ammoniak, Feuchtigkeit und Reinigung: Einfluss der Umgebung auf den Elektromotor

Stallluft ist feucht und ammoniakhaltig; diese Mischung lässt lackierte Oberflächen, Schrauben und Klemmenverbindungen mit der Zeit korrodieren. Schutzart IP55 schützt gegen Staub und Spritzwasser, bei Hochdruckreinigung darf der Strahl jedoch nicht direkt auf den Elektromotor gerichtet werden. Praktische Maßnahmen:

• Bringen Sie die Antriebseinheit nach Möglichkeit in einem vom Tierbereich abgetrennten, belüfteten Raum unter.
• Dichten Sie Kabeleinführungen mit Verschraubungen ab; prüfen Sie beim Austausch die Dichtung des Klemmenkastendeckels.
• An Stellen mit Kondensationsgefahr sollte der Antrieb regelmäßig betrieben werden und nicht lange stillstehen.
• Geben Sie Umgebungsdaten wie Ammoniakkonzentration und Reinigungsbedingungen in der Bestellung an; Bedingungen jenseits der Grenzen von IP55 und Isolationsklasse F können außerhalb des Umfangs eines Standard-Elektromotors liegen.

Das Graugussgehäuse wird in landwirtschaftlichen Betrieben wegen seiner Steifigkeit gegenüber Stößen und mechanischer Beanspruchung häufig gewählt.

Beispiel-Elektromotoren für Entmistungsantriebe

Die folgenden Modelle sind Beispiele für die Leistungsklasse, die bei Schiebereinheiten mit Getriebe vorkommt. Die genaue Leistung wird anhand des Typenschilds des alten Antriebs oder der Daten des Systemherstellers festgelegt. Passende Modelle von HEM Motor und aktuelle Preise finden Sie auf der Seite Elektromotor kaufen.

• 80M1-4: 0,55 kW, 4 Pole, 1400 U/min, Grauguss, IEC 80M, 230/400 V (Δ/Y). Für kleine Anlagen mit kurzem Kanal.
• 90S-4: 1,1 kW, 4 Pole, 1445 U/min, Grauguss, IEC 90S, 230/400 V (Δ/Y).
• 90L-4: 1,5 kW, 4 Pole, 1445 U/min, Grauguss, IEC 90L, 230/400 V (Δ/Y). Für lange oder doppelte Kanäle.
• 100L2-4: 3 kW, 4 Pole, 1450 U/min, Grauguss, IEC 100L, 230/400 V (Δ/Y). Für Anordnungen, bei denen eine Einheit mehrere Schieber zieht.

Weitere Optionen für Tierhaltung und Landwirtschaft finden Sie auf der Seite Elektromotoren für Landmaschinen.

Hypothetisches Beispiel: Schieber, dessen Überlastrelais im Winter häufig auslöst

Dieses Szenario dient nur als Beispiel. Bei einer Schiebereinheit mit 1,1-kW-Elektromotor löst in den Wintermonaten morgens beim ersten Zyklus das Überlastrelais aus. Die Untersuchung zeigt, dass der Mist im Kanal über Nacht gefroren ist und sich der Schieber beim Anlauf nicht bewegt. Bevor der Antrieb vergrößert wird, wird die Zyklushäufigkeit so eingestellt, dass auch nachts weitergefahren wird, und die Wartezeit beim Richtungswechsel geprüft. Besteht das Problem weiter, werden Getriebe, Kettenspannung und Einstellung der Drehmomentbegrenzung untersucht; die Motorleistung wird nur nach Berechnung des Systemherstellers geändert.

Fazit und Angaben für ein Angebot

Beim Entmistungsschieber wird der Elektromotor zusammen mit Getriebeübersetzung, Wendebetrieb, Winteranlauf und ammoniakhaltiger Umgebung ausgewählt. Polzahl und Flansch des alten Antriebs werden beibehalten, und der Überlastschutz wird auch auf der mechanischen Seite eingerichtet. Senden Sie mit Ihrer Angebotsanfrage:

• Fotos der Typenschilder von Elektromotor und Getriebe
• Flanschtyp (B5/B14) und Angaben zum Getriebeeingang
• Tägliche Zyklenzahl und Art der Umsteuerung (Schütz oder Umrichter)
• Umgebung: separater Raum oder im Stall; niedrigste Temperatur im Winter

Passende Modelle und aktuelle Preise finden Sie auf unserer Online-Shop-Seite. Senden Sie das Typenschildfoto, die Drehzahl und die Montagedaten Ihres vorhandenen Antriebs über die Seite Typenschild senden und fordern Sie ein Angebot für das passende Modell an. Für weitere Fragen nutzen Sie unsere Kontaktseite.

Häufig gestellte Fragen

Wie wird die Leistung des Elektromotors für einen Entmistungsschieber bestimmt?

Aus der Zugkraft des Schiebers und dem Trommeldurchmesser ergibt sich das Abtriebsdrehmoment des Getriebes; die Motorleistung wird aus diesem Drehmoment, der Abtriebsdrehzahl und dem Getriebewirkungsgrad berechnet. Beim Austausch ist die Typenschildleistung des alten Antriebs maßgeblich.

Wird das Entmisten schneller, wenn ich die Motordrehzahl erhöhe?

Der Schieber wird schneller, das ist jedoch aus Gründen der Tiersicherheit und wegen überlaufenden Mists unerwünscht. Die Schiebergeschwindigkeit ist ein Auslegungswert des Systemherstellers.

Hält ein Schneckengetriebe den Schieber fest?

Bei manchen Übersetzungen bietet es Widerstand gegen Rückdrehen, wird aber nicht als Bremse verwendet. Ist ein Festhalten erforderlich, wird die vom Systemhersteller empfohlene Bremsanordnung eingesetzt.

Schadet das Ammoniak im Stall dem Elektromotor?

Langfristig kann es Lack, Schrauben und Verbindungen korrodieren lassen. Es wird empfohlen, die Antriebseinheit in einem belüfteten Raum unterzubringen und die Umgebungsbedingungen in der Bestellung anzugeben.